5.2 高分子材料 课件-2025-2026学年高二下学期化学人教版选择性必修3

该高中化学课件聚焦高分子材料，系统涵盖分类（通用与功能）、塑料（合成树脂及热塑性/热固性）、合成纤维（天然/再生/合成）、合成橡胶（天然与合成）及功能高分子材料（高吸水性树脂、分离膜等），通过生活实例导入，衔接前序高分子合成反应知识，搭建新旧知识学习支架。 其亮点在于结合实验探究（如酚醛树脂制备对比酸/碱催化产物）、结构分析（聚乙烯支链影响密度与软化温度）及问题讨论（交联剂目的对比），体现科学探究与实践、化学观念（结构决定性质）和科学思维，学生能深化理解，教师可利用丰富素材实施探究教学，提升教学效果。

人教 版化学选择性必修3 第五章 合成高分子 第二节 高分子材料 第1课时 阅读教材, 总结高分子材料的分类与命名： 通用高 分子材料 功能高分子材料 高分子材料 按用途 和性能 塑料（合成树脂）、合成纤维、合成橡胶 黏合剂、涂料等 三大合成材料 高分子分离膜 液晶高分子 导电高分子 医用高分子 高吸水性树脂 2 任务一 认识塑料 一、塑料 塑料 合成树脂 加工助剂 实例：聚乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、酚醛树脂、脲醛树脂 增塑剂 热稳定剂 着色剂 提高柔韧性 提高耐热性 赋予塑料各种颜色 塑料的分类 按受热分类 可以反复加热熔融加工 实例：聚乙烯、聚氯乙烯等 热塑性塑料 不能加热熔融,只能一次成型 例如：酚醛树脂、脲醛树脂等 热固性塑料 1.聚乙烯 按合成 方法 高压法聚乙烯 低压法聚乙烯 支链较多 密度和软化温度较低 高温高压 引发剂 低密度聚乙烯 LDPE 无毒，较柔软 生产食品包装袋、薄膜、绝缘材料等 支链较少 密度和软化温度较高 低温低压 催化剂 高密度聚乙烯 HDPE 无毒，较硬 生产瓶、桶、板、管等 加热均融化 溶于某些溶剂 聚乙烯 低密度聚乙烯 高密度聚乙烯 高分子 链越长 相对分子 质量越大 分子链之间 的作用力越大 链与链 之间越密 链之间的作 用力越大 熔点、密度 越高 分子链之间的作用力 为什么低密度聚乙烯比高密度聚乙烯的软化温度低,密度也低呢？ 导致 分子链只能呈不规则的卷曲状态 外力作用 卷曲的高分子链可以被拉直或部分被拉直 除去外力 恢复卷曲状态 所以一般的高分子材料都具有一定的弹性 为什么聚乙烯材料具有一定弹性？ 聚乙烯分子链上的碳碳单键可以发生旋转 低密度 聚乙烯 高密度 聚乙烯 通过改进聚合反应的催化剂得到的超高相对分子质量聚乙烯 6 2.酚醛树脂 用酚与醛在酸或碱的催化下相互缩合而成的高分子 苯酚或甲苯酚等 甲醛等 缩聚 反应 酸 线型结构高分子 碱 网状结构高分子 苯酚 甲醛 实验5-1 酚醛树脂的制备 分组编号 Ⅰ Ⅱ 实验步骤 ①苯酚+甲醛+浓盐酸 ①苯酚+甲醛+浓氨水 ②水浴加热 15min ③洗净、烘干 产品外观 加热试验 结构特点 变浑浊， 有黏稠的乳黄色物质生成 变浑浊， 有黏稠的粉红色物质生成 软化（ 热塑性） 不软化（热固性） 线型结构 网状结构 在酸的催化下,等物质的量的甲醛和苯酚反应形成线型结构高分子 苯酚与甲醛反应只能发生在邻位或对位,得到线型分子。 2.酚醛树脂 在碱催化下,苯酚与过量的甲醛反应,生成羟甲基苯酚的同时,还生成二羟甲基苯酚、三羟甲基苯酚等，继续反应就可以生成网状结构的酚醛树脂. 具有网状结构的高分子受热后不能软化或熔融,也不溶于一般溶剂。 2.酚醛树脂 主要用作绝缘、隔热、阻燃、隔音材料和复合材料 【思考与讨论】由尿素(H2NCONH2)与甲醛缩聚生成具有线型或网状结构的脲醛树脂,可用于生成木材黏合剂、生活器具和电器开关,请写出有关方程式。 nH2NCONH2 + 2nHCHO 催化剂 +(n-1) H2O 1:2 加成 HNCONH CH2 HO CH2 OH n H OH HNCONH CH2 O CH2 11 阅读教材,总结合成纤维的分类： 以石油、天然气、煤、农副产品等为原料,将其转化为单体,再经过聚合反应得到合成纤维,如锦纶、涤纶、氯纶、腈纶、维纶、丙纶等。 以木材、秸杆等农副产品为原料,经加工处理可以得到再生纤维,又称人造纤维。如粘胶纤维(人造丝、人造棉)等。 如棉花、羊毛、蚕丝和麻等 再生纤维 合成纤维 天然纤维 化学纤维 纤维 二、合成纤维 12 常见的合成纤维： 涤纶(的确良)：产量最大的聚酯纤维 单体： 反应原理： CH2 CH2 H O O H O C HO C O OH 13 常见的合成纤维： 锦纶：较早面世的聚酰胺纤维 单体： 反应原理： H2N-(CH2)6-NH2 HOOC-(CH2)4-COOH 14 常见的合成纤维： 几种不同的锦纶： NH(CH2)6NH H C O C O HO n (CH2)4 NH(CH2)10NH H C O C O HO n (CH2)8 NH C O C O HO n NH H 脂肪族聚酰胺纤维 芳香族聚酰胺纤维 官能团相同,性能相似； 碳骨架不同,性能有差异。 锦纶66： 芳纶1414： 锦纶1010： 15 六大纶: 涤纶、锦纶、腈纶、丙纶、维纶、氯纶 优点： 强度高、弹性好、耐腐蚀、不缩水、保暖等 吸湿性、透气性差。合成纤维中维纶具有较好的吸湿性,被称为“人造棉花” 缺点： 应用 工业用隔音、隔热、绝缘材料 渔业用的渔网、缆绳 医疗用的缝合线、止血棉 航空航天用的降落伞、航天服等 三、合成橡胶 橡胶 三叶树胶 杜仲树胶 CH2 C C CH3 CH2 H n 顺式聚异戊二烯 三叶树胶 杜仲胶 H C C CH3 CH2 CH2 n 反式聚异戊二烯 丁苯橡胶 顺丁橡胶 氯丁橡胶 丁腈橡胶 通用 橡胶 特种 橡胶 乙丙橡胶(耐臭氧耐紫外线) 聚硫橡胶(耐油性) 硅橡胶(耐热耐寒性) 天然橡胶 合成橡胶 顺丁橡胶合成过程： 3.性能:顺丁橡胶具有很好的弹性,耐磨、耐寒性好,主要用于制造轮胎。 2.结构特点: 呈线型结构,分子链较柔软,性能较差 1.原料: 1, 3-丁二烯 4.顺丁橡胶的硫化 注意:交联程度过大会失去弹性 呈网状结构,硫化后的橡胶 既有弹性,又有强度 硫化剂 (硫磺) 将橡胶与硫等硫化剂混合后加热,硫化剂将聚合物中的碳碳双键打开,以二硫键 (-S-S-)等,把线型结构连接为网状结构,得到既有弹性又有强度的硫化橡胶。 18 【思考与讨论】天然橡胶是顺式聚异戊二烯,杜仲树胶是反式 聚异戊二烯,你写出杜仲树胶的结构式吗？ 天然橡胶的结构简式 CH2 C C CH3 CH2 H n 顺式聚异戊二烯 杜仲胶的结构简式 H C C CH3 CH2 CH2 n 反式聚异戊二烯 【深度思考】为什么酸性高锰酸钾,溴水等试剂所用的试剂瓶塞不能用橡胶塞？ 橡胶含有碳碳双键,易被酸性KMnO4溶液氧化,或与溴水发生加成反应,因此,这类试剂瓶不适合使用橡胶塞。 19 任务二 功能高分子材料 一、高吸水性树脂 结构特点 不溶于水和有机溶剂,吸水性和保水能力强,耐挤压 1.含有强亲水性原子团(如羧基、羟基、酰氨基等)的支链； 性能 用途 1.干旱地区用于农业、林业、植树造林时抗旱保水,改良土壤,改造沙漠； 2.用于婴幼儿纸尿裤,其可吸入自身质量数百倍的尿液而不滴漏。 2.具有网状结构。 【思考与讨论】棉花、纸张等含纤维素物质的吸水性和保水性不够好的 原因是什么? 从官能团角度： 亲水基团吸水性强弱顺序：—COO-> —COOH> —OH 吸水性不够好 从结构角度： 显微结构显示：线型结构 保水性不够好 21 【思考与讨论】阅读教材，科学家是如何改进这种不足的呢？ 方案一： 改造纤维素或淀粉分子，接入强亲水基团。 羧酸根、羧基、羟基等 纤维素 (淀粉) 线型 丙烯酸钠 交联剂 网状淀粉-聚丙烯酸钠高吸水性树脂 接枝共聚物 高吸水性树脂加交联剂的目的是使线型结构变为网状结构,使其既有吸水性而又不溶于水,耐挤压。 方案二： 合成新的带有强亲水基团的高分子 CH2 CH COOH NaOH 交联剂 引发剂 CH2 CH COONa n CH2 CH COONa 聚丙烯酸钠 (网状结构) 大鹿化学 吸水后 两个方案共同特点： 1.都要在反应中加入少量交联剂； 2.让线状结构变为网状结构。 22 【思考与讨论】高吸水性树脂和橡胶硫化工艺中都加入了交联剂制得了网状结构，目的是否相同? 不同 大鹿化学 橡胶：使其既有弹性又有强度 高吸水性树脂：使其既吸水而又保水 23 【探究】高吸水性树脂与一般的吸水材料性能差别有多大？ 24 分离原理 分离膜一般只允许水及一些小分子物质通过,其余物质被截留在膜的另一侧,称为浓缩液,达到对原液净化、分离和浓缩的目的。 特点 让某些物质有选择地通过,而把另外一些物质分离掉。 饮用水的制取 二、高分子分离膜 分类标准： 分离膜根据膜孔大小分为微滤膜、超滤膜、纳滤膜和反渗透膜等。 制作材料:有机高分子材料,如醋酸纤维、芳香族聚酰胺、聚丙烯、聚四氟乙烯等。 应用： 海水淡化、饮用水制取,果汁浓缩、乳制品加工、药物提纯、血液透析等。 26 阅读教材【研究与实践】回答不同功能高分子材料的主要功能及应用分别是什么？完成表格内容。 功能高分子材料 主要功能 主要应用 高分子分离膜 高分子传感膜 高分子热电膜 医用高分子材料 选择性地允许某些物质通过 把化学能转换成电能 把热能转换成电能 具有优异的生物相容性以及具有某些特殊功能 废水处理、海水淡化、浓缩果汁、乳制品加工等 发电、开发新型电池 发电、开发新型电池 人造肾脏、人工皮肤、人造心脏、人造血管和心脏补片 27 医用高分子材料 结构特点 含有强亲水基、网状结构 强吸水性和保水能力、耐挤压 性能 合成方法 吸水材料改性、含强亲水基团烯类聚合 原理 只允许水及小分子物质通过，其余被截留 微滤膜、超滤膜、纳滤膜和反渗透膜等 分类 应用 海水淡化和饮用水的制取，果汁浓缩、乳制品加工、药物提纯、血液透析等 优异的生物相容性及某些特殊功能，人造器官 功能高分子材料 高吸水性树脂 高分子分离膜 Lavf58.29.100 $